基于双稳态动力系统的逻辑随机共振研究

发布时间：2017-05-04 11:17

  本文关键词：基于双稳态动力系统的逻辑随机共振研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息技术的高速发展,在很多电子电路或者大型的计算机系统中,对于信号的响应或者计算设备的计算能力有着越来越高的要求。然而在工程应用领域,往往存在着设备易用性和设备性能之间的矛盾。人们使用过程中,希望机器本身体积越来越小,操作越来越简单,那么设备硬件的发展朝着微型化,纳米级的方向发展。但是设备的微型化导致设备噪声不可避免,甚至加剧设备噪声的强度。随机共振的研究就显得格外的重要。随机共振是存在于非线性系统中的反常行为,是近三十年来一个较为新颖的学术热点,很多专家和学者们都在不断的探索和研究。随机共振以及逻辑随机共振都是在一定的条件下将噪声转化为一种有益能量,使得系统,噪声和信号三者发生协同作用。本文查阅并且搜集了诸多关于随机共振以及逻辑随机共振的最新理论研究成果,对其涉及到的一些相关知识如随机共振背后的理论,验证随机共振的实验模型做了相关说明,同时进一步提出了逻辑随机共振理论,噪声属性中相关时间的知识,也对双稳态系统模型参数等进行了深入的研究,在研究生导师张雷的理论研究的学习下做了更加充分的实验。主要的研究内容有以下几个方面:(1)回顾随机共振的发展史,探讨随机共振的基本理论。得出结论:在双稳态系统中只要随机共振现象发生,系统的输出响应就会增强。由传统的随机共振理论延伸到逻辑随机共振中去,即将随机共振理论应用到计算设备中。(2)基于理想逻辑共振实验模型设计出逻辑随机共振的现实模型,即施密特触发电路双稳态模型。在本文中,基于前人的非线性双稳态系统电路模型,充分考虑到现实中无处不在的色噪声和实际工作状态的双稳态系统的弛豫性质,设计出能反应现实情况的噪声驱动的非线性双稳态系统模型。(3)将理论知识储备和设计的实验模型相结合,进行大量的实验验证,得出色噪声驱动的非线性双稳态系统的逻辑随机共振现象的诱因。色噪声的噪声强度诱导的逻辑随机共振;色噪声的相关时间诱导的逻辑随机共振现象;以及系统的延迟特性对逻辑随机共振现象的影响。同时,罗列了现今随机共振和逻辑随机共振的工程实践和在工程领域的相关应用。
【关键词】：逻辑 OU噪声 随机共振 非线性系统 双稳态
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB53
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 1.绪论13-17
• 1.1.随机共振理论的研究背景13
• 1.2.基于随机共振的逻辑计算理论研究背景13-15
• 1.3.逻辑随机共振理论的发展及意义15
• 1.4.本文的主要工作15-16
• 1.5.小结16-17
• 2.逻辑随机共振理论概述17-27
• 2.1.随机共振理论概述17-21
• 2.1.1 经典随机共振理论17-19
• 2.1.2 非经典随机共振理论19-21
• 2.2.逻辑随机共振基本理论简述21-23
• 2.3.随机共振相关理论在工程信号处理领域的应用23-26
• 2.4.小结26-27
• 3.逻辑随机共振的理论与实验27-36
• 3.1.基于随机共振的逻辑计算理论27-29
• 3.2.基于双稳态系统的逻辑随机共振实验模型29-33
• 3.2.1 经典逻辑随机共振实验模型29-30
• 3.2.2 基于施密特触发电路的理想随机共振实验模型30-32
• 3.2.3 基于理想双稳态施密特触发器改进的逻辑随机共振理论模型32-33
• 3.3.逻辑随机共振的现象的效果测量方法33-34
• 3.3.1 随机共振现象的测度33-34
• 3.3.2 逻辑随机共振现象的测度34
• 3.4.小结34-36
• 4.噪声环境驱动的逻辑随机共振现象的影响因素36-46
• 4.1.噪声的分类及性质36-37
• 4.2.高斯白噪声下的逻辑随机共振现象37-38
• 4.3.色噪声下的逻辑随机共振现象38-43
• 4.3.1 色噪声的基本特征38-39
• 4.3.2 色噪声的噪声强度对逻辑随机共振的影响39-41
• 4.3.3 色噪声的相关时间对逻辑随机共振的影响41-43
• 4.4.系统的弛豫性质对逻辑随机共振的影响43-44
• 4.5.小结44-46
• 5.总结与展望46-48
• 5.1.全文总结46-47
• 5.2.评价与展望47-48
• 参考文献48-51
• 作者简介51

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